Deer grazing drove an assemblage-level evolution of plant dwarfism in an insular system

IF 5.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Journal of Ecology Pub Date : 2024-05-08 DOI:10.1111/1365-2745.14309

Daiki Takahashi, Yoshihisa Suyama, Keitaro Fukushima, Hiroaki Setoguchi, Shota Sakaguchi

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在一个海岛系统中，放牧驱动了植物矮化的集合级进化

植物矮化症是一种以植株高度和器官大小显著减小为特征的综合征，是一种广泛观察到的抗逆生命形式进化模式，是局部适应恶劣环境条件的结果。矮化症的驱动因素主要是非生物因素，如低温、干旱、土壤肥力差或火灾频繁。虽然生物因素（如食草动物的放牧压力）可能会导致植物矮化的形成，但这些因素很少在集合水平上进行测试。我们以鹿密度较高的日本大陆小岛上由 80 多个类群组成的矮小植物群落为研究对象，假设历史上鹿的放牧也可能是导致矮小症大规模趋同进化的一个因素。为了验证这一假设，我们测量了岛上 40 对分类群中 1908 株植物的个体大小，其中包括岛上的适口和不适口分类群以及邻近地区的对应分类群，并试图评估哪些因素（即低太阳辐射、估计的分化时间、低营养条件和鹿的放牧压力）可能促成了岛上矮小植物群落的形成。我们还进行了遗传分析，以推断矮小类群形成的时间框架。统计分析表明，岛上生长的主要适口类群植物的株型明显缩小，鹿的偏好性放牧被认为是影响植物株型的最重要因素。此外，遗传分析表明，矮小生态型可能是经过数万年进化而来的。综述：据我们所知，这项研究首次证明了与食草动物的相互作用可以形成植物矮化的集合级趋同。这些发现加深了我们目前对植物功能多样性形成的理解。

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来源期刊

Journal of Ecology 环境科学-生态学

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期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.